濕法灰化

濕法灰化

濕法灰化法是加入強氧化劑(如濃硝酸、高氯酸、高錳酸鉀等),使樣品消化而被測物質呈離子狀態保存在溶液中。濕法灰化特點是消化時間快,所需溫度低,揮發少,時間短,對樣品性質不敏感,較多的監視(需人看管),試劑空白大,不能處理大量樣品。

灰分

食品經高溫灼燒時,食品中有機物質和無機成分發生一系列的物理和化學變化,最後有機成分被氧化為二氧化碳、含氮的氣體及水蒸氣揮發逸散,而無機成分(主要是無機鹽和氧化物)則殘留下來,這些殘留物稱為灰分。

食品的灰分按其溶解性還可分為水溶性灰分、水不溶性灰分和酸不溶性灰分。

灰化溫度對灰化測定結果的影響

灰分溫度過高,將引起鉀、鈉、氯等元素的揮發損失,而且磷酸鹽、矽酸鹽類也會熔融,將炭粒包藏起來,使炭粒無法氧化;灰分溫度過低,則揮發速度慢,時間長,不易灰化完全。也不利於去除過剩的鹼(鹼性食品)吸收的二氧化碳。此外,加熱的速度也不可太快,以防急劇乾餾時灼熱物的局部產生大量氣體而使顆粒飛失——爆燃。因此,必須根據食品的種類和性狀等兼顧各方面因素,選擇合適的灰化溫度。食品的灰化溫度一般為500~550℃。例如,魚類及海產品、穀物及其製品、乳製品≤550℃;果蔬及其製品、砂糖及其製品、肉製品≤525℃;個別樣品(如穀物飼料)可以達到600℃。

灰化方法

灰化方法主要有濕法灰化法和乾法灰化法。

濕法灰化法

濕法灰化法是加入強氧化劑(如濃硝酸、高氯酸、高錳酸鉀等),使樣品消化而被測物質呈離子狀態保存在溶液中。

乾法灰化法

樣品在馬福爐中(一般550℃)被充分灰化。灰化前須先碳化樣品,即把裝有待測樣品的坩堝先放在電爐上低溫使樣品碳化,在碳化過程中為了避免測定物質的散失,往往加入少量鹼性或酸性物質(固定劑),通常稱為鹼性乾法灰化或酸性乾法灰化。

濕法灰化和乾法灰化的特點

濕法灰化:消化時間快,所需溫度低,揮發少,時間短,對樣品性質不敏感,較多的監視(需人看管),試劑空白大,不能處理大量樣品 。

乾法灰化:消化時間很慢,要求溫度高,揮發快,時間長,對樣品有選擇性,不需監視,試劑空白小,能處理大量樣品。

濕法灰化測定陳皮中微量元素

濕法灰化樣品

分別採用濃HNO3;HNO3+H2O2;HNO3+HClO4(4+1);HNO3+H2SO4+HClO4(8+1+1)做為消化液,對樣品進行預處理 。

1、HNO3做為消化液

準確稱取陳皮樣品2.000g於50ml燒杯中,加入濃HNO3消化液,於電熱板上加熱至微沸,總共加入消化液100ml,加熱消化約6h,樣品仍呈黃色稀漿糊狀,樣品不能被濃HNO3完全消化。同時做試劑空白。

2、HNO3+H2O2做為消化液

準確稱取陳皮樣品2.000g於50ml燒杯中,加入25ml濃HNO3消化液,於電熱板上加熱消化,待消化液為原體積的1/3時分次滴加過氧化氫共20ml,繼續消化至澄清,近乾,定量移入25ml容量瓶中並定容至刻度。同時做試劑空白。

3、HNO3+HClO4(4+1)做為消化液

準確稱取陳皮樣品2.000g於50ml燒杯中,當樣品加HNO3+HClO4(4+1)消化液。於電熱板上加熱至微沸,以加速反應。總共加入消化液45m1。當出現HClO4白煙,溶液呈微黃色或近無色時,說明消化完全。加熱至溶液近乾,再加入5%鹽酸溶解樣品,定量地移入25ml容量瓶中並定容至刻度。同時做試劑空白。

4、[HNO3+H2SO4+HClO4(8+1+1)]做為消化液

準確稱取陳皮樣品2.000g於50ml燒杯中,當樣品加[HNO3+H2SO4+HClO4(8+1+1)]消化液20ml後,於電熱板上加熱至微沸,總共加入消化液35ml。當出現HClO4,白煙,溶液呈微黃色或近無色時,說明消化完全。加熱至溶液近乾,在加入5%鹽酸溶解樣品,定量地移入25ml容量瓶中並定容至刻度。同時做試劑空白。

結論

濕法灰化是屬於氧化分解法,是依靠氧化劑的氧化能力來分解樣品有機質。濕法灰化的主要優點在於適用性強,快速以及揮發損失或附著損失較小。其主要缺點是試劑用量大,空白高。

實驗1採用HNO3做為消化液。硝酸是濕法消化中最常用的試劑。硝酸加熱後分解,硝酸分解產生的新生態氧遇到有機物時,C,N、S、H等均可被氧化成CO2、NO2、SO2、H2O等。用單酸HNO3來消化樣品,硝酸分解產生的新生態氧雖然氧化分解了大部分陳皮樣品的有機物,但是硝酸的恆沸點是120℃,易於沸騰逸失,故不能允分發揮氧化作用,且硝酸的硝基化作用,使環狀有機物轉變為難於破壞的硝基化合物。所以樣品消化後仍呈黃色稀漿糊狀,樣品不能被濃HNO3完全消化。

實驗2採用HNO3+H2O2做為消化液,這種氧化體系能很好地分解有機物,是很強的氧化劑。消化步聚先加數毫升HNO3加熱使樣品分解,然後滴加30%H2O2沿壁流下,只要氧化作用仍在發生就應繼續滴加過氧化氫直至消化完畢。

實驗3採用HNO3+HClO4(4+1)做為消化液,HNO3+HClO4消化法已被譽為經典消解方法而廣泛套用。反應中初生態氧化劑聯合作用致使氧化能力甚強。由於使用HNO3+HClO4(4+1)共同消化時,一開始HClO4的濃度被稀釋,氧化作用極弱或沒有。HNO3先在室溫、後在加熱條件下將有機物(如多醇、糖、甲醛、纖維素等)先行水解和氧化。硝酸基本反應完時(停止放出大量棕色氣體和泡沫),隨著HNO3和水的蒸發,HClO4取代HNO3開始氧化有機物並隨HClO4濃度的增加氧化還原電位也逐漸增加,剩餘不易分解的有機物可有效地被氧化。混酸HNO3+HClO4(4+1)的氧化能力比單酸HNO3的氧化能力強,能將樣品完全消化。

實驗4採用HNO3+H2SO4+HClO4(8+1+1)]做為消化液,在HNO3+HClO4體系中加入少量硫酸,可在HNO3+HClO4氧化基礎上,提高消化體系的沸點,也一步提高HClO4的濃度(可達到85%)而增強此體系的氧化力,可以氧化一般情況下不易氧化的樣品。消化速度最快,但由於有H2SO4可能會引起鈣鹽的沉澱。

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